CN106336812A - 钨抛光料浆组合物 - Google Patents

钨抛光料浆组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN106336812A
CN106336812A CN201610539064.8A CN201610539064A CN106336812A CN 106336812 A CN106336812 A CN 106336812A CN 201610539064 A CN201610539064 A CN 201610539064A CN 106336812 A CN106336812 A CN 106336812A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acid
tungsten
material paste
polishing material
paste composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610539064.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106336812B (zh
Inventor
黄珍淑
孔铉九
朴韩泰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KCTech Co Ltd
Original Assignee
Case Polytron Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Case Polytron Technologies Inc filed Critical Case Polytron Technologies Inc
Publication of CN106336812A publication Critical patent/CN106336812A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106336812B publication Critical patent/CN106336812B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09GPOLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00Polishing compositions
    • C09G1/02Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14Anti-slip materials; Abrasives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F3/00Brightening metals by chemical means
    • C23F3/04Heavy metals
    • C23F3/06Heavy metals with acidic solutions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/32115Planarisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种钨抛光料浆组合物,且本发明的钨抛光料浆组合物包括水溶性高分子、抛光粉及腐蚀调节剂。

Description

钨抛光料浆组合物
技术领域
本发明涉及钨抛光料浆组合物。
技术背景
随着产品的设计规格的减少,结构的宽变窄高度变高,纵横比(aspect ratio)(深度/宽度)急剧增加,且以前在50纳米级半导体工程发生过的刮痕影响,带给30纳米级半导体工程2倍以上的影响。由此,在膜质的表面不仅对刮痕,对表面形态(topography)的影响也变得敏感了。在抛光工程中,作为最重要的考虑因子具有抛光量和抛光表面的质量等,但是,最近随着半导体设计规格的减少,抛光表面质量的重要性被极大化,为此的抛光工程被增加的趋势。
一方面,最近随着半导体的集成度提高,要求更低的电流泄露,且为了充足此,研制了高介电常数电介质体和金属浇口结构。一般地,作为金属浇口大多使用铝,但是,随着设计结构减少,因完整蒸镀的难度和具有高硬度氧化铝抛光的难度等问题,作为最近浇口物质,对钨使用的研究进行地很多。但是,随着从铝浇口到钨浇口的构成物质的变化,钨被蒸镀后,由钨颗粒度形成表面形态,且这引发不甘的金属间短路,使发生减少半导体收率的现象。为了改善这些钨的抛光表面质量,即,为表面形态改善的抛光是为下一代工程必须的。表面形态没有被改善的料浆组合物,抛光之后在工程形成钨过蚀刻(over etch)或者非蚀刻(unetch),带来工程不良或元件运行的不稳定,使急剧降低半导体收率。并且,不包括有机酸,实施物理化学的抛光,由化学蚀刻速度的增加,钨膜质的表面不均匀,且内部包含如凹陷或腐蚀的表面缺陷。这可导致如钨表面的腐蚀或膜质变化的二次问题。
发明内容
技术课题
本发明是为了解决上述的问题,其本发明的目的是提供改善钨膜质的表面形态,减少由钨膜质的表面形态发生的如凹陷、腐蚀的表面缺陷,控制并可改善钨膜质表面粗糙度的钨抛光料浆组合物。
但是,本发明所要解决的课题不限定于上述的课题,且没有被提及的另外其他课题,可从以下的记载被明确地理解给技术人员。
技术方案
根据本发明,提供包括水溶性高分子;抛光粒子;及蚀刻调节剂的钨抛光料浆组合物。
所述水溶性高分子可包括:从聚苯乙烯磺酸、聚乙烯基磺酸、聚丙烯酰胺甲基丙磺酸、聚-α-甲基苯磺酸、聚-ρ-甲基苯磺酸,及上述的盐形成的群中选择的至少任何一个。
所述水溶性高分子可在所述钨抛光料浆组合物中是0.01重量百分比至5重量百分比。
所述抛光粒子可包括:从金属化合物、有机物或无机物涂层的金属化合物,及胶体状态的所述金属化合物形成的群中选择的至少任何一个,且所述金属化合物包括:从二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钡二氧化钛、氧化锗、氧化锰及氧化镁形成的群中选择的至少任何一个。
所述抛光粒子的大小可以是20nm至250nm的单一大小粒子或者是两种以上的混合粒子。
所述抛光粒子可在所述钨抛光料浆组合物中是1重量百分比至5重量百分比。
所述蚀刻调节剂可以是由以下数学式1被定义的HPI值为70以下的化合物,或者由以下数学式2被定义的HBI值为30以上的化合物。
【数学式1】
【数学式2】
所述蚀刻调节剂可包括:从乳酸(Lactic acid)、丙酸(Propionic acid)、异戊酸(isovaleric acid)、己酸(caproic acid)、异丁酸(Isobutyric acid)、戊酸(Valericacid)、丁酸(Butyric acid)、环戊甲酸(Cyclopentanecarboxylic acid)、羟丁酸(hydroxybutyric acid)、4-氨基-3-羟基丁酸(4-Amino-3-hydroxybutyric acid)、二甲基丁二酸(Dimethylsuccinic acid)、甲基戊酸(Methylpentanoic acid)、2-羟基-4-甲基戊酸(2-hydroxy-4-methylpentanoic acid)及1-羟基-1-环丙基甲酸(1-Hydroxy-1-cyclopropanecarboxylic acid)形成的群中选择的至少任何一个。
所述蚀刻调节剂可在所述钨抛光料浆组合物中是0.001重量百分比至1重量百分比。
还可包括:从过氧化氢、脲过氧化氢、尿素、过碳酸盐、高碘酸、高碘酸盐、高氯酸、高氯酸盐、过溴酸、过溴酸盐、过硼酸、过硼酸盐、高锰酸、高锰酸盐、过硫酸盐、溴酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐、铬酸盐、碘酸盐、碘酸、过氧化硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化钙、过氧化钡、过氧化钠、过氧化脲形成的群中选择的至少任何一个。
所述氧化剂可在所述钨抛光料浆组合物中是0.005重量百分比至5重量百分比。
还可包括至少一个PH调节剂,从酸性物质及碱性物质形成的群中被选择,且所述酸性物质包括:从硝酸、盐酸、磷酸、硫酸、氢氟酸、氢溴酸、氢碘酸、甲酸、丙二酸、马来酸、草酸、乙酸、己二酸、柠檬酸、己二酸、乙酸、丙酸、富马酸、乳酸、水杨酸、庚二酸、苯甲酸、琥珀酸、邻苯二甲酸、丁酸、戊二酸、谷氨酸、乙醇酸、乳酸、天冬氨酸、酒石酸及上述的盐形成的群中选择的至少任何一个;及所述碱性物质包括:从氨、氨甲基丙醇(ammonium methylpropanol,AMP)、羟化四甲铵(tetra methyl ammonium hydroxide,TMAH)、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化铷、氢氧化铯、碳酸氢钠、碳酸钠、咪唑形成的群中选择的至少任何一个。
所述钨抛光料浆组合物的PH可具有2至5的范围。
所述钨抛光料浆组合物可以是游离硝酸。
在利用所述钨抛光料浆组合物的钨抛光之后,表面的每分钟静态蚀刻速率(Static Etch Rate,SER)值可以是以下。
在利用所述钨抛光料浆组合物的钨抛光之后,表面的峰谷(peak to valley,Rpv)值可以是100nm以下及表面粗糙度(roughness,Rq)值是10nm以下。
所述钨抛光料浆组合物可改善钨的表面形态(topography)。
技术效果
根据本发明的钨抛光料浆组合物是可适用于改善钨的抛光量表面形态(topography)的料浆组合物,可减少由水溶性高分子的化学蚀刻效果,既不影响抛光速度,也减少如凹陷、腐蚀的表面缺陷。并且,提供经化学蚀刻显示钨去除效果的同时,可达到所目的抛光率的钨膜质去除用料浆。
附图简要说明
图1是示出利用本发明比较例1的料浆组合物的钨晶片抛光之后表面的图形。
图2是示出利用本发明实施例1的钨抛光料浆组合物的钨晶片抛光之后表面的图形。
具体实施方式
参照以下附图对本发明的实施例进行详细地说明。在说明本发明中,当对有关公知功能或构成的具体说明,判断为不必要的模糊本发明的摘要时,对其详细说明进行省略。并且,在本发明所使用的用语是为了适当的表现本发明的优选实施例而被使用的用语,这可根据用户、运营者的意图或者本发明所属领域的惯例等不同。因此,对本用语的定义由本说明书整个内容为基础决定。在各图示出的相同参照符号显示相同的部件。
在整个说明书,何种部分“包括”何种构成要素时,没有特别反对的记载之外,这意味着不是排除其他构成要素,而是还可包括其他构成要素。
以下,对本发明的钨抛光料浆组合物,参照实施例节附图进行详细地说明。但是,本发明不限定于这些实施例及图。
根据本发明,提供包括水溶性高分子、抛光粒子及蚀刻调节剂的钨抛光料浆组合物。
根据本发明的钨抛光料浆组合物是可适用于改善钨抛光量表面形态(topography)的料浆组合物,可减少由水溶性高分子的化学蚀刻效果,既不影响抛光速度,也减少如凹陷、腐蚀的表面缺陷。并且,经化学性蚀刻显示钨去除效果的同时,提供可达到目的的抛光率的钨膜质去除用料浆。
从侧面观看钨膜质的表面形态,具有三角形圆锥模样高低不平的形象。与现有的用于改善钨表面形态的料浆组合物不同,根据本发明的钨抛光料浆组合物只去除钨的表面形态,进行过抛光具有不浪费钨的效果。
所述水溶性高分子可以是具有1,000,000以下重量平均分子量的含有硫磺的化合物,优选地,可以是具有25,000至1,000,000重量平均分子量的含有硫磺的化合物。所述水溶性高分子的重量平均分子量超过1,000,000时,可降低溶解性、粒子分散稳定性及抛光特性。
所述水溶性高分子可包括磺酸及其盐或衍生物,具体地,所述水溶性高分子可包括从聚苯乙烯磺酸、聚乙烯基磺酸、聚丙烯酰胺甲基丙磺酸、聚-α-甲基苯磺酸、聚-ρ-甲基苯磺酸及上述的盐形成的群中选择的至少任何一个。
所述水溶性高分子可在所述钨抛光料浆组合物中是0.01重量百分比至5重量百分比。所述水溶性高分子在所述钨抛光料浆组合物中未满0.01%重量百分比时,可能会发生吸附性低下的问题,且超过5重量百分比时,可导致钨抛光率的低下。
所述抛光粒子包括从金属化合物、有机物或无机物涂层的金属化合物,及胶体状态的所述金属化合物形成的群中选择的至少任何一个,且所述金属化合物可包括从二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钡二氧化钛、氧化锗、氧化锰及氧化镁形成的群中选择的至少任何一个。
所述抛光粒子的大小可以是20nm至250nm的单一大小粒子或是两种以上的混合粒子。更优选地,所述抛光粒子的大小未满20nm时,可导致抛光速度的低下,且超过250nm时,可形成过剩抛光。
所述抛光粒子可由焙烧条件和/或粉磨条件的调整,调整粒子大小,混合两种粒子可具有双峰(bimodal)形态的粒度分布。或者,混合三种粒子可具有显示三种峰值的粒度分布。混载相对大的抛光粒子和相对小的抛光粒子,具有更优秀的分散性,且可期待在晶片表面减少刮痕的效果。
所述抛光粒子可以是所述钨抛光料浆组合物中的1重量百分比至5重量百分比。所述抛光粒子未满所述钨抛光料浆组合物中的1重量百分比时,具有抛光速度减少的问题,且超过5重量百分比时,抛光速度过高,且因抛光粒子数的增加,由残留在表面的粒子吸附性,可发生表面缺陷。
所述蚀刻调节剂可以是由HPI定义的值为70以下,或者由HBI定义的值为30以上的化合物。所述蚀刻调节剂可以是所述HPI值及HBI值的合为100。
所述HPI可由以下数学式1被定义。
【数学式1】
所述HBI可由以下数学式2被定义。
【数学式2】
所述蚀刻调节剂的HPI值超过70,或者HBI值未满30时,可发生由蚀刻速度的增加,如凹陷或腐蚀的表面缺陷,同时可低下料浆的分散稳定性。
所述蚀刻调节剂可包括从乳酸(Lactic acid)、丙酸(Propionic acid)、异戊酸(isovaleric acid)、己酸(caproic acid)、异丁酸(Isobutyric acid)、戊酸(Valericacid)、丁酸(Butyric acid)、环戊甲酸(Cyclopentanecarboxylic acid)、羟丁酸(hydroxybutyric acid)、4-氨基-3-羟基丁酸(4-Amino-3-hydroxybutyric acid)、二甲基丁二酸(Dimethylsuccinic acid)、甲基戊酸(Methylpentanoic acid)、2-羟基-4-甲基戊酸(2-hydroxy-4-methylpentanoic acid)及1-羟基-1-环丙基甲酸(1-Hydroxy-1-cyclopropanecarboxylic acid)形成的群中选择的至少任何一个。
所述蚀刻调节剂可以是所述钨抛光料浆组合物中的0.001重量百分比至1重量百分比。所述蚀刻调节剂的含量未满所述钨抛光料浆组合物中的0.001重量百分比时,因化学性蚀刻速度快,表面粗糙度变高,且表面没有被均匀地抛光,具有表面的凹陷或腐蚀,平坦化的难点,且超过1重量百分比时,因化学性蚀刻速度非常低,可具有降低抛光速度的缺点。
根据本发明的钨抛光料浆组合物还可包括氧化剂。所述氧化剂在制造料浆组合物时被添加,或可在抛光之前被添加。所述氧化剂可包括从过氧化氢、脲过氧化氢、尿素、碳酸盐、过碘酸、过碘酸盐、过氯酸、过氯酸盐、过溴酸、过溴酸盐、过硼酸、过硼酸盐、过锰酸、过锰酸盐、过硫酸盐、溴酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐、铬酸盐、碘酸盐、碘酸、过氧化硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化钙、过氧化钡、过氧化钠、过氧化脲形成的群中选择的至少任何一个。
所述氧化剂可以是所述钨抛光料浆组合物中的0.005重量百分比至5重量百分比。所述氧化剂未满所述钨抛光料浆组合物中的0.005重量百分比时,对钨的抛光速度及蚀刻速度可被低下,且超过5重量百分比时,钨表面的氧化膜变硬(hard),使抛光不能顺利地进行且生成氧化膜,可具有因钨的腐蚀和侵蚀表面形态不好的特性。
所述钨抛光料浆组合物防止金属或抛光器的腐蚀,且为了体现金属氧化容易发生的pH范围,还可包括至少一个pH调节剂,从酸性物质及碱性物质形成的群中被选择,所述酸性物质包括从硝酸、盐酸、磷酸、硫酸、氢氟酸、氢溴酸、氢碘酸、甲酸、丙二酸、马来酸、草酸、乙酸、己二酸、柠檬酸、己二酸、乙酸、丙酸、富马酸、乳酸、水杨酸、庚二酸、苯甲酸、琥珀酸、邻苯二甲酸、丁酸、戊二酸、谷氨酸、乙醇酸、乳酸、天冬氨酸、酒石酸及上述的盐形成的群中选择的至少任何一个;及所述碱性物质包括从氨、氨甲基丙醇(ammonium methylpropanol,AMP)、羟化四甲铵(tetra methyl ammonium hydroxide,TMAH)、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化铷、氢氧化铯、碳酸氢钠、碳酸钠、咪唑形成的群中选择的至少任何一个。
所述钨抛光料浆组合物pH可具有2至5的范围。所述钨抛光料浆组合物的pH脱离所述范围时,金属膜质的抛光速度低下,且表面的照度不均匀,可发生如腐蚀、侵蚀、凹陷、表面不均衡的缺陷。所述pH可由所述pH调节剂的添加进行调整。
所述钨抛光料浆组合物是游离硝酸,可能是不包括硝酸。包括硝酸时,由化学性的被过剩蚀刻,可导致钨表面的凹陷或侵蚀的表面缺陷。
利用所述钨抛光料浆组合物的钨抛光之后,表面的分钟静态蚀刻速率(StaticEtch Rate,SER)值可以是以下。SER值是,例如,将钨晶片浸泡在60℃的钨抛光料浆组合物10分钟并清洗后,利用钨晶片的四点探针(4point probe),在镜片中心以上下左右5mm间隔测定浸泡前后的钨晶片的厚度之后,计算每分钟SER值。SER值可由以下数学式3计算,且单位是
【数学式3】
利用所述钨抛光料浆组合物的钨抛光之后,表面可以是峰谷(peak to valley,Rpv)值100nm以下及表面粗糙度(roughness,Rq)值是10nm以下。峰谷值及表面粗糙度的程度,可由扫描探针显微镜测定。
所述钨抛光料浆组合物可以是改善钨的表面形态(topography),提高由表面形态发生的金属短路,蚀刻不良发生的收率,且可进行下一代高集成度工程。在侵蚀、凹陷及被抛光物表面,可大大降低金属层残渣(residue)形成等的表面缺陷(defect)。
以下,参照以下实施例及比较例,详细地说明本发明。但是,本发明的技术思想不限制或限定于此。
实施例
【实施例1】
混合粒子大小为120nm的胶体二氧化硅抛光粒子3重量百分比、作为水溶性高分子的聚乙烯基磺酸(PVSA)0.5重量百分比、蚀刻调节剂的乳酸(Lactic acid)0.5重量百分比及作为氧化剂的过氧化氢0.5重量百分比,且使用作为pH调节剂的氨,制造了pH2.8的钨抛光料浆组合物。
【实施例2】
在实施例1中,除了将PVSA含量变更为0.01重量百分比,与实施例1相同地制造料浆组合物。
【实施例3】
在实施例1中,除了将PVSA含量变更为0.6重量百分比,与实施例1相同地制造料浆组合物。
【实施例4】
在实施例1中,除了将乳酸的含量变更为0.01重量百分比,与实施例1相同地制造料浆组合物。
【实施例5】
在实施例1中,除了将乳酸的含量变更为0.2重量百分比,与实施例1相同地制造料浆组合物。
【实施例6】
在实施例1中,除了将pH变更为3.5,与实施例1相同地制造料浆组合物。
【实施例7至12】
在实施例1至6各个,除了将蚀刻调节剂变更为4-氨基-3-羟基丁酸,与实施例1至6相同地制造各个料浆组合物。
【实施例13至18】
在实施例1至6各个,除了将蚀刻调节剂变更为丙酸,与实施例1至6相同地制造各个料浆组合物。
【实施例19至24】
在实施例1至6各个,除了将蚀刻调节剂变更为2-羟基丁酸,与实施例1至6相同地制造各个料浆组合物。
【实施例25至30】
在实施例1至6各个,除了将蚀刻调节剂变更为1-羟基-1-环丙基甲酸,与实施例1至6相同地制造各个料浆组合物。
在以下表1显示了实施例1至30的HPI及HBI值。
【表1】
比较例
【比较例1至6】
在实施例1至6各个,除了将蚀刻调节剂变更为乙醇酸(Glycolic acid),与实施例1至6相同地制造各个料浆组合物。
【比较例7至12】
在实施例1至6各个,除了将蚀刻调节剂变更为柠檬酸(Citric acid),与实施例1至6相同地制造各个料浆组合物。
【比较例13至18】
在实施例1至6各个,除了将蚀刻调节剂变更为丙二酸(malonic acid),与实施例1至6相同地制造各个料浆组合物。
在以下表2显示了比较例1至18的组合和HPI及HBI值。
【表2】
有机酸HPI 有机酸HBI
比较例1 98.6 1.4
比较例2 98.6 1.4
比较例3 98.6 1.4
比较例4 98.6 1.4
比较例5 98.6 1.4
比较例6 98.6 1.4
比较例7 79.1 20.9
比较例8 79.1 20.9
比较例9 79.1 20.9
比较例10 79.1 20.9
比较例11 79.1 20.9
比较例12 79.1 20.9
比较例13 86.5 13.5
比较例14 86.5 13.5
比较例15 86.5 13.5
比较例16 86.5 13.5
比较例17 86.5 13.5
比较例18 86.5 13.5
利用本发明的实施例1至30,比较例1至13的钨抛光料浆组合物,由如下的抛光条件,抛光了钨晶片。
【抛光条件】
1.抛光装置:CETR CP-4
2.晶片:6cm X 6cm钨晶片
3.压板压力(platen pressure):4psi
4.主轴转速(spindle speed):69rpm
5.压板转速(platen speed):70rpm
6.流量(flow rate):100ml/min
7.料浆固体含量:3.5重量百分比
图1是示出利用本发明比较例1的料浆组合物的钨晶片抛光之后表面的图形。参照图1,利用比较例1的料浆组合物抛光钨晶片时,可知表面的粗糙度高。可知这是由硝酸的添加,化学性蚀刻速度变快,使过剩蚀刻且钨表面的粗糙度变得粗糙,同时显示如表面的凹陷或侵蚀的表面缺陷。
图2是示出利用本发明实施例1的钨抛光料浆组合物的钨晶片抛光之后表面的图形。参照图2,根据本发明实施例1利用钨抛光料浆组合物的钨晶片抛光之后,可知表面的表面粗糙度程度显而易见地降低。由此可知,这是在实施例1的钨抛光料浆组合物,添加HPI为70以下或者HBI为30以上的有机酸,使化学性蚀刻按所要求的形成,且顺利地进行由抛光粒子的抛光,调节化学性蚀刻速度的同时也能抛光。
在以下表3及表4显示了本发明实施例1至30及比较例1至18的SER值和粒子的稳定性测定结果。粒子的稳定性由以下方法测定。
在装有60℃料浆30g的容器,放入2cm2钨试片晶片且沉浸24小时之后,测定沉浸前的粒子初期大小(A)和24小时沉浸后的粒子大小(B)之后,由以下数学式4计算。
【数学式4】
参照以下表3及表4,可以看出实施例1至30与比较例1至18进行比较,SER值明显减少的倾向。并且,实施例1至30与比较例1至18进行比较,可确认粒子的稳定性非常优秀。
【表3】
【表4】
参照表3及表4,实施例1至30与比较例1至18进行比较,SER值明显地减少,同时可确认粒子的稳定性非常优秀。
如上述,本发明虽然由限定的实施例和图进行了说明,但是本发明不限定于上述的实施例,且本发明的技术人员可从这些记载进行多样地修正及变更。因此,本发明的范围不能被说明的实施例限定,且由后述的权利要求和与此权利要求均等的被决定。

Claims (17)

1.一种钨抛光料浆组合物,其包括:
水溶性高分子;
抛光粒子;及
蚀刻调节剂。
2.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,其中,所述水溶性高分子包括:
从聚苯乙烯磺酸、聚乙烯基磺酸、聚丙烯酰胺甲基丙磺酸、聚-α-甲基苯磺酸、聚-ρ-甲基苯磺酸,及上述的盐形成的群中选择的至少任何一个。
3.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,其中,所述水溶性高分子在所述钨抛光料浆组合物中是0.01重量百分比至5重量百分比。
4.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,其中,所述抛光粒子包括:
从金属化合物、有机物或无机物涂层的金属化合物,及胶体状态的所述金属化合物形成的群中选择的至少任何一个,且
所述金属化合物包括:
从二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钡二氧化钛、氧化锗、氧化锰及氧化镁形成的群中选择的至少任何一个。
5.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,其中,所述抛光粒子的大小是20nm至250nm的单一大小粒子或者是两种以上的混合粒子。
6.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,其中,所述抛光粒子在所述钨抛光料浆组合物中是1重量百分比至5重量百分比。
7.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,其中,所述蚀刻调节剂是由以下数学式1被定义的HPI值为70以下的化合物,或者由以下数学式2被定义的HBI值为30以上的化合物:
【数学式1】
【数学式2】
8.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,其中,所述蚀刻调节剂包括:
从乳酸、丙酸、异戊酸、己酸、异丁酸、戊酸、丁酸、环戊甲酸、羟丁酸、4-氨基-3-羟基丁酸、二甲基丁二酸、甲基戊酸、2-羟基-4-甲基戊酸及1-羟基-1-环丙基甲酸形成的群中选择的至少任何一个。
9.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,其中,所述蚀刻调节剂在所述钨抛光料浆组合物中是0.001重量百分比至1重量百分比。
10.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,还包括:
从过氧化氢、脲过氧化氢、尿素、碳酸盐、过碘酸、过碘酸盐、过氯酸、过氯酸盐、过溴酸、过溴酸盐、过硼酸、过硼酸盐、过锰酸、过锰酸盐、过硫酸盐、溴酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐、铬酸盐、碘酸盐、碘酸、过氧化硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化钙、过氧化钡、过氧化钠、过氧化脲形成的群中选择的至少任何一个。
11.根据权利要求10所述的钨抛光料浆组合物,其中,所述氧化剂在所述钨抛光料浆组合物中是0.005重量百分比至5重量百分比。
12.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,还包括:
至少一个PH调节剂,从酸性物质及碱性物质形成的群中被选择,且
所述酸性物质包括:从硝酸、盐酸、磷酸、硫酸、氢氟酸、氢溴酸、氢碘酸、甲酸、丙二酸、马来酸、草酸、乙酸、己二酸、柠檬酸、己二酸、乙酸、丙酸、富马酸、乳酸、水杨酸、庚二酸、苯甲酸、琥珀酸、邻苯二甲酸、丁酸、戊二酸、谷氨酸、乙醇酸、乳酸、天冬氨酸、酒石酸及上述的盐形成的群中选择的至少任何一个;及
所述碱性物质包括:从氨、氨甲基丙醇、羟化四甲铵、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化铷、氢氧化铯、碳酸氢钠、碳酸钠、咪唑形成的群中选择的至少任何一个。
13.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,其中,所述钨抛光料浆组合物的PH具有2至5的范围。
14.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,其中,所述钨抛光料浆组合物是游离硝酸。
15.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,其中,在利用所述钨抛光料浆组合物的钨抛光之后,表面的每分钟静态蚀刻速率值是/min以下。
16.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,其中,在利用所述钨抛光料浆组合物的钨抛光之后,表面的峰谷值是100nm以下及表面粗糙度值是10nm以下。
17.根据权利要求1所述的钨抛光料浆组合物,其中,所述钨抛光料浆组合物改善钨的表面形态。
CN201610539064.8A 2015-07-09 2016-07-08 钨抛光料浆组合物 Active CN106336812B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150097537A KR101682085B1 (ko) 2015-07-09 2015-07-09 텅스텐 연마용 슬러리 조성물
KR10-2015-0097537 2015-07-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106336812A true CN106336812A (zh) 2017-01-18
CN106336812B CN106336812B (zh) 2019-03-15

Family

ID=57571667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610539064.8A Active CN106336812B (zh) 2015-07-09 2016-07-08 钨抛光料浆组合物

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9994735B2 (zh)
KR (1) KR101682085B1 (zh)
CN (1) CN106336812B (zh)
TW (1) TWI663230B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110450044A (zh) * 2018-05-03 2019-11-15 罗门哈斯电子材料Cmp控股股份有限公司 用于钨的化学机械抛光方法
CN110655867A (zh) * 2018-06-28 2020-01-07 凯斯科技股份有限公司 抛光料浆组合物
CN114258424A (zh) * 2019-06-13 2022-03-29 富士胶片电子材料美国有限公司 蚀刻组合物

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102442600B1 (ko) * 2018-11-09 2022-09-14 주식회사 케이씨텍 연마용 슬러리 조성물
US20230002675A1 (en) * 2019-12-20 2023-01-05 Versum Materials Us, Llc CO/CU Selective Wet Etchant

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1688665A (zh) * 2002-10-11 2005-10-26 卡伯特微电子公司 用于替换介质内容物的装置和方法
CN101331593A (zh) * 2005-12-16 2008-12-24 Jsr株式会社 化学机械研磨用水系分散体和化学机械研磨方法、以及用于调制化学机械研磨用水系分散体的试剂盒
CN101346806A (zh) * 2005-12-27 2009-01-14 日立化成工业株式会社 金属用研磨液以及被研磨膜的研磨方法
TW200916608A (en) * 2007-07-30 2009-04-16 Hitachi Chemical Co Ltd Polishing agent for metal and polishing method
CN101978019A (zh) * 2008-03-21 2011-02-16 卡伯特微电子公司 用于抛光镶嵌结构中的铝/铜和钛的组合物
US20120270400A1 (en) * 2009-11-11 2012-10-25 Kuraray Co., Ltd. Slurry for chemical mechanical polishing and polishing method for substrate using same
CN104285284A (zh) * 2012-05-18 2015-01-14 福吉米株式会社 研磨用组合物以及使用其的研磨方法和基板的制造方法
CN105018030A (zh) * 2014-04-15 2015-11-04 福吉米株式会社 研磨用组合物

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6083419A (en) * 1997-07-28 2000-07-04 Cabot Corporation Polishing composition including an inhibitor of tungsten etching
US6063306A (en) * 1998-06-26 2000-05-16 Cabot Corporation Chemical mechanical polishing slurry useful for copper/tantalum substrate
US7253111B2 (en) * 2004-04-21 2007-08-07 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holding, Inc. Barrier polishing solution
US7842193B2 (en) * 2005-09-29 2010-11-30 Fujifilm Corporation Polishing liquid
KR101178715B1 (ko) * 2008-12-18 2012-08-31 제일모직주식회사 금속 배선 연마용 cmp 슬러리 조성물

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1688665A (zh) * 2002-10-11 2005-10-26 卡伯特微电子公司 用于替换介质内容物的装置和方法
CN101331593A (zh) * 2005-12-16 2008-12-24 Jsr株式会社 化学机械研磨用水系分散体和化学机械研磨方法、以及用于调制化学机械研磨用水系分散体的试剂盒
CN101346806A (zh) * 2005-12-27 2009-01-14 日立化成工业株式会社 金属用研磨液以及被研磨膜的研磨方法
TW200916608A (en) * 2007-07-30 2009-04-16 Hitachi Chemical Co Ltd Polishing agent for metal and polishing method
CN101978019A (zh) * 2008-03-21 2011-02-16 卡伯特微电子公司 用于抛光镶嵌结构中的铝/铜和钛的组合物
US20120270400A1 (en) * 2009-11-11 2012-10-25 Kuraray Co., Ltd. Slurry for chemical mechanical polishing and polishing method for substrate using same
CN104285284A (zh) * 2012-05-18 2015-01-14 福吉米株式会社 研磨用组合物以及使用其的研磨方法和基板的制造方法
CN105018030A (zh) * 2014-04-15 2015-11-04 福吉米株式会社 研磨用组合物

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110450044A (zh) * 2018-05-03 2019-11-15 罗门哈斯电子材料Cmp控股股份有限公司 用于钨的化学机械抛光方法
CN110655867A (zh) * 2018-06-28 2020-01-07 凯斯科技股份有限公司 抛光料浆组合物
US11279851B2 (en) 2018-06-28 2022-03-22 Kctech Co., Ltd. Polishing slurry composition
CN114258424A (zh) * 2019-06-13 2022-03-29 富士胶片电子材料美国有限公司 蚀刻组合物
CN114258424B (zh) * 2019-06-13 2023-07-04 富士胶片电子材料美国有限公司 蚀刻组合物

Also Published As

Publication number Publication date
TW201708453A (zh) 2017-03-01
CN106336812B (zh) 2019-03-15
US9994735B2 (en) 2018-06-12
US20170009353A1 (en) 2017-01-12
KR101682085B1 (ko) 2016-12-02
TWI663230B (zh) 2019-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106336812B (zh) 钨抛光料浆组合物
US7014669B2 (en) Catalytic composition for chemical-mechanical polishing, method of using same, and substrate treated with same
JP4489191B2 (ja) 金属膜除去のための平坦化組成物
TWI279434B (en) Tunable composition and method for chemical-mechanical planarization with aspartic acid/tolyltriazole
JP5413456B2 (ja) 半導体基板用研磨液及び半導体基板の研磨方法
US20070037892A1 (en) Aqueous slurry containing metallate-modified silica particles
JP4163785B2 (ja) 研磨用組成物及び研磨加工方法
KR100956216B1 (ko) 구리의 화학 기계적 평탄화를 위한 조성물
JP2002519471A5 (zh)
TWI736623B (zh) 化學機械研磨用漿料組合物
JP2004502860A (ja) すぐ使用できる安定な化学的機械的研磨スラリー
JPWO2016181888A1 (ja) 研磨用組成物
US20180100086A1 (en) Elevated temperature cmp compositions and methods for use thereof
JP2010529672A (ja) 銅ダマシン工程用化学機械的研磨スラリー組成物
US20050045852A1 (en) Particle-free polishing fluid for nickel-based coating planarization
JPWO2006073156A1 (ja) 研磨用スラリー
JP2001223216A (ja) 半導体装置の製造方法
JP4286168B2 (ja) ナノスクラッチを低減する方法
TW201504412A (zh) 化學機械拋光(cmp)組成物
JP3840343B2 (ja) 半導体装置の製造に用いる化学機械研磨用水系分散体及び半導体装置の製造方法
JP2002184734A (ja) 半導体装置の製造方法
JP4368495B2 (ja) 研磨液組成物
WO2016181889A1 (ja) 研磨用組成物
JP6551053B2 (ja) Cmp用研磨液及びこれを用いた研磨方法
CN111378367A (zh) 一种化学机械抛光液

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Gyeonggi Do, South Korea

Applicant after: KC Limited by Share Ltd.

Address before: Gyeonggi Do, South Korea

Applicant before: K.C.TECH Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180605

Address after: Gyeonggi Do, South Korea

Applicant after: K.C.TECH Co.,Ltd.

Address before: Gyeonggi Do, South Korea

Applicant before: KC Limited by Share Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant